ต้นกำเนิดของการแตกสมมาตรในการเจริญเติบโตของเมล็ดที่เป็นสื่อกลางของโครงสร้างแบบ nano-bimetal

Anonim

ในระหว่างการเจริญเติบโตที่พึ่งพาเมล็ด Pd-Au nano-heterostructure สามารถเป็น centrosymmetriccore shell-trisoctahedra หรือ heterodimers Pd-Au ที่ไม่สมมาตร อะไรคือสาเหตุของการทำลายสมมาตรของโครงสร้างแบบนาโนแบบ bimetal? การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้เสนอว่าปัจจัยทางอุณหพลศาสตร์มีบทบาทสำคัญในการทำลายสมมาตรของโครงสร้างแบบนาโนเซลล์แบบ bimetal ในระหว่างการเจริญเติบโตของเมล็ด

ในด้านนาโนเมตรการควบคุมสมมาตร (เช่น centrosymmetry หรือ non-centrosymmetry) ของ nano-heterostructures มีความสำคัญและดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมากเนื่องจากมีวิธีการที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้โครงสร้างที่ซับซ้อนและตระหนักถึงคุณสมบัติใหม่ ๆ ที่ไม่น่าเชื่อสำหรับเนื้อเดียวกัน อนุภาคหรือสมมาตร nano-heterostructures อย่างไรก็ตามความท้าทายดังกล่าวยังคงเป็นความท้าทายอย่างมากในการสร้างโครงสร้างนาโนไม่สมมาตรแบบ bimetal ผ่านการเจริญเติบโตของเมล็ดเนื่องจากโครงสร้างผลึกของโลหะมีความสมมาตรสูง สำหรับโลหะที่มีลักษณะเป็นทรงกลมที่มีโครงสร้างเป็นศูนย์กลาง (face-centred-cubic, fcc) ในการเจริญเติบโตของอนุภาคนาโนที่มีการเจริญเติบโตของเมล็ดทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีความคงตัวสมมาตรของวัสดุเมล็ด (เช่นการสร้างโครงสร้างแกนหลัก) ในงานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน วารสารวิทยาศาสตร์ Q. Kuang และ ZX Xie และคณะได้เสนอว่าความแตกต่างของสมบัติทางไฟฟ้าเคมีที่สมดุลของโลหะสองชนิดในสารละลายสำหรับการเจริญเติบโต (ซึ่งสอดคล้องกับระดับ Fermi) เป็นแรงผลักดันที่กำหนดให้เทอร์โมไดนามิกส์ การแตกสมมุติฐานในการเจริญเติบโตของเมล็ดที่เป็นสื่อกลางของ nano-heterostructures bimetal หรือไม่คือการสร้างรูปแบบไม่สมมาตรหรือ centrosymmetric bimetal nano-heterostructures

ความคิดที่เสนอนี้ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกโดยการเจริญเติบโตของเมล็ด Au on Pd nanocube เมื่อเปลี่ยนความเข้มข้นของกรดแลคติสาร์แอล - แอสคอร์บิกในสารละลายสำหรับการเจริญเติบโตพบว่าตำแหน่งสัมพัทธ์ของระดับ Fermi ของเมล็ดนาโนคิวพีดีและโลหะ Au ตัวที่สองในสารละลายในการเจริญเติบโตถูกกลับตรงกันข้ามและโครงสร้างของ ผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาจาก centrosymmetriccore-shell trisoctahedra ไปสู่อสมมาตร Pd-Au hetero-dimers เนื่องจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในท้องถิ่นของลูกบาศก์เซนติเมตรจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนหลังจากที่มีการสร้าง heterojunction เดิมซึ่งจะมีผลต่อการลดตำแหน่งพิเศษของเมล็ด Au on Pd ตามทฤษฎีที่เสนอวิวัฒนาการจากโครงสร้าง centrosymmetriccore-shell ไปยังอะตอม dimetric Pd-Ag hetero-dimers ได้รับรู้ด้วยวิธีเดียวกัน ผลที่ได้นี้ยังชี้ให้เห็นว่ามันเป็นไปได้ที่จะใช้ΔVocซึ่งเป็นความแตกต่างของศักย์ของวงจรเปิดระหว่างขั้วไฟฟ้าโลหะสองชนิดในสารละลายที่กำหนดซึ่งเป็นเกณฑ์การทดลองสำหรับการพิจารณารูปแบบการก่อตัวของ nano-heterostructures แบบ bimetal ผ่านทางเมล็ด - mediated growth "

การค้นพบเหล่านี้นำเสนอในงานวิจัยนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการก่อตัวของโครงสร้างแบบ nano-bimetal จากจุดอุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการออกแบบโครงสร้างนาโนที่มีความหลากหลายด้วยคุณสมบัติและหน้าที่พิเศษ

menu
menu